Hyppää sisältöön

Kerrostalojen perusrakenteet ja talotekniikka 1880-luvulta nykypäivään

Pia Ilonen

Kerrostalojen rakenteet luokitellaan kantavan rungon perusteella. Runko voi olla paikalla rakennettu, elementtirakenteinen tai näiden välimuoto. Suomen varhaisimmat, 1880-luvun kerrostalot rakennettiin paikalla tiilestä muuraten.

Tiilirunkoisia kerrostaloja Helsingin Töölössä.
Tiilirunkoisia kerrostaloja Helsingin Töölössä. © Kuva: Pia Ilonen.

Vielä sodan jälkeen rakennettujen asuintalojen rungot olivat tiilimuurien, teräsbetonin ja kevytbetonin sekarakenteita. Taloudellisista syistä kantavia rakenteita haluttiin keventää ja erottaa ne ulkoseinien rakenteista. 1960-luvulla alkoi betonirakenteiden teollinen valmistus. Nykyisin suurin osa kerrostaloista rakennetaan niin, että betonielementtejä käytetään niin kantavissa pystyrakenteissa kuin väli- ja yläpohjissakin.

Varhaisimmat kerrostalot 1880–1920

Rakennustekniset ratkaisut pysyivät lähes muuttumattomina 1900-luvun vaihteeseen asti. Kivitalon runko muodostui kahden tiilen paksuisista ulkoseinistä ja rungon keskellä olevasta tiilisestä sydänmuurista. Rajoitetun jännevälin vuoksi jouduttiin runkosyvyyden kasvaessa rakentamaan kaksoissydänmuuri. Välipohjat rakennettiin puusta. Puuvasojen alapintaan kiinnitettyjen ristikkäisten puulistojen varaan tehtiin huoneistojen kattopinnaksi yleensä ns. tikkurappaus. 1900-luvun alusta lähtien rappauspohjana käytettiin myös kipsilevyä.

Betonielementit kantavana rakenteena ja julkisivun sisäkuorena rakennustyömaalla vuonna 2010.
Betonielementit kantavana rakenteena ja julkisivun sisäkuorena rakennustyömaalla vuonna 2010. © Kuva: Pia Ilonen.

Tulisijan kohdalla rakennusjärjestykset vaativat tiiliholvia tai ratakiskoilla kannatettua rakennetta. Näin toteutettiin myös kellareiden, porttikäytävien ja eteishallien yläpuolinen välipohjarakenne. Vuosina 1900–1915 teräspalkkeja tai ratakiskoja käytettiin jo muissakin välipohjissa. Puisten palkkien sijaan alettiin vähitellen käyttää myös teräsbetonipalkkeja. Välipohjien teräsbetonirakenteita kehitettiin 1900-luvun ensimmäisillä vuosikymmenillä niin, että 1920-luvulle tultaessa yleisimmäksi välipohjatyypiksi vakiintui alalaattapalkisto. Siinä betonipalkkien alapinnassa on noin neljä cm paksu raudoitettu betonilaatta.

Lämmön- ja ääneneristeinä kaikissa välipohjatyypeissä käytettiin erilaisia täytteitä, kuten koksikuonamurskaa tai purua. Ullakon lattia suojattiin tiilisellä tai betonista valetulla palopermannolla.

Vesi- ja viemärilaitosten rakentaminen kehitti merkittävästi talotekniikkaa. Vuonna 1902 vain harvoissa talossa oli vesiklosetit, mutta 1.maailmansotaan mennessä niitä oli myös työväen asuinkerrostaloissa. Huoneiden lämmitysuunit korvattiin tai niiden rinnalle tuli vesikiertoinen keskuslämmitys 1910-luvulta lähtien. Keittiön ja kylpyhuoneen vedet lämmitettiin aluksi puulla erilaisiin säiliöihin, mutta 1900-luvun alussa yleistyivät kaasulla toimivat huoneistokohtaiset vedenlämmitysjärjestelmät ja kaasuliedet. Kaasua käytettiin myös valaistuksessa, mutta sähkövalo yleistyi 1900-luvun alusta lähtien.

Painovoimainen ilmanvaihto oli vallitseva järjestelmä. Uunilämmitteisissä taloissa uunien ja puuliesien tulihormit toimivat lämmitettäessä samalla tehokkaina poistoilmakanavina. Keskuslämmitetyissä taloissa ne muurattiin erikseen. Kesällä ilmanvaihtoa täydennettiin ikkunatuuletuksella.

Modernit kerrostalot 1920 – 1950

Varhaisten kerrostalojen asunnot olivat suuria ja edustavia. 1920-luvulla asuntojakautuma alkoi monipuolistua. Rakennusrunkojen syvyys pieneni ja yksinkertaistui. Funktionalismin rakenteellisina ihanteina olivat betoniset rakenteet, tasakatto, nauhaikkunat ja ”vapaa” julkisivu, jossa ulkoseinät eivät kanna. Nämä siirtyivät rakennustekniikan kehittyessä seuraavien vuosikymmenten aikana myös suomalaiseen käytäntöön. 1930-luvun lopussa toteutettiin ensimmäiset selkeästi funktionalististen periaatteiden mukaiset kerrostaloalueet, joissa perusmallina oli kapearunkoinen matala lamellitalo.

Kantavat tiilimuurit pysyivät edelleen vallitsevana runkotyyppinä. Pula-aikana käytettiin halvempaa kalkkihiekkatiiltä. Alimman kerroksen liikehuoneistoissa saatettiin tiilimuurit korvata betonipilareilla vapaamman aukotuksen saavuttamiseksi. 1920-luvun alusta lähtien paksuja sydänmuureja korvattiin teräsbetonipilareilla. Helsingissä sekarungosta tuli 1930-luvun lopulla perinteistä tiilimuurirunkoa yleisempi.

1920–30 -luvun talojen välipohjat olivat jo lähes poikkeuksetta teräsbetonirakenteisia. Yleisin väli- ja yläpohjatyyppi oli edelleen alalaattapalkisto. Kaikkien välipohjatyyppien palkkien väliin ja päälle jäävät ontelot täytettiin vielä 1950-luvullakin äänen- ja lämmöneristyssyistä erilaisilla täytteillä: rakennusjätteillä, luonnontuotteilla ja teollisuuden sivutuotteilla.

Materiaalipulan takia ulkoseiniä kehitettiin kevytrakenteisimmiksi. Seinät muurattiin nyt puolentoista kiven monireikätiilestä, joka eristi lämpöä perinteistä täystiiltä paremmin. Ulkoseinien eristämiseen kehitettiin myös uusia ratkaisuja, mm. Siporex-kevytbetoni.

Elementtirakentamista kehitettiin 1950-luvulla

1950-lukua luonnehditaan esiteollisen modernismin ajaksi, ja tuolloin kiinnostuttiin uusista tuotantomenetelmistä. Teräsbetonia opittiin käyttämään kantavissa pystyrakenteissa, ja väliseinäjärjestelyt vapautuivat. 1950-luvun puolivälissä betoni syrjäytti tiilen yleisimpänä kantavan rungon rakennusmateriaalina. Ulkoseinät ja kantavat väliseinät valettiin betonista. Ulkoseinissä betoni eristettiin ulkopuolelta ja verhoiltiin tiilellä tai julkisivulevyillä.

Massiivinen teräsbetonilaatta yleistyi välipohjana 1950-luvulla. Ääneneristyksen takia kantavan laatan päälle valettiin eristekerroksen varaan ns. uiva teräsbetonilaatta.

Teollisen tuotannon edellyttämät teknologiset ratkaisut olivat valmiita jo 50-luvulla. Vasta 60-luvun alussa nopeasti kasvanut asuntojen kysyntä mahdollisti investoinnit elementtitehtaisiin. Elementtejä kokeiltiin aluksi täydentävissä rakennusosissa, kuten portaissa ja parvekkeissa. Vuonna 1957 rakennettiin ensimmäinen asuinkerrostalo, jonka ulkoseinät olivat paikalla tehtyjä betonielementtejä, ns. sandwich-rakenteita. Sandwich-elementissä kahden betonilevyn välissä on lämmöneriste.

Painovoimaista ilmanvaihtoa käytettiin yleisimpänä ilmanvaihtoratkaisuna 1960-luvulle asti. Koneellisen poiston käyttö alkoi vuonna 1953 yhteiskanavajärjestelmänä.

Teollinen rakentaminen alkaa 1960–1975

1950-luvun lopulla rakennettiin suuria rakennusryhmiä ja kokonaisia lähiöitä. Rakentamisen vauhdittamiseksi rakennusosia standardointiin ja elementtirakentaminen, työmaiden koneistaminen ja teollinen massatuotanto käynnistettiin. Betoniseinärungosta kehitettiin elementtirakentamisen tarpeisiin kirjahyllyrunko, jossa ainoastaan poikittaiset väliseinät ja porrashuoneen seinät olivat kantavia. Pitkät julkisivut eivät enää olleet osa talon kantavaa runkoa, joten niiden rakenne ja toteutustapa oli vapaa. Suurin osa Suomen asuinkerrostaloista on 1960-luvulta alkaen rakennettu näin.

1970-luvun lähiörakentamisessa yleisin ulkoseinärakenne oli betonisandwich -rakenteinen elementti. Siltamäki Helsinki.
1970-luvun lähiörakentamisessa yleisin ulkoseinärakenne oli betonisandwich -rakenteinen elementti. Siltamäki Helsinki. © Kuva: Mikko Tainio KSV.

Kirjahyllyrunko oli 1960-luvun lopun ja 1970-luvun alun asuntotuotannon huippuvuosien yleisin runkoratkaisu. Siinä yhdistyivät paikalla rakentaminen ja elementtirakentaminen. Kantavat väliseinät ja välipohjat valettiin paikalla suurmuoteilla. Portaat, parvekkeet, ilmanvaihtokanavat ja kevyet väliseinät olivat kuitenkin usein elementtirakenteisia. Julkisivut rakennettiin kokonaan tai osittain elementeistä. Yleisimmäksi ulkoseinärakenteeksi vakiintui vähitellen betonisandwich -elementti.

Kirjahyllyrungosta kehitettiin myös täyselementtitaloja, joissa väliseinä- ja välipohjaelementit olivat massiivisia betonielementtejä. Välipohjaelementin jänneväli oli korkeintaan neljä metriä, mistä syystä kantavia väliseiniä oli tiheässä. Tämän ongelman korjasi 1970-luvun alussa julkistettu Betonielementtistandardi – järjestelmä (BES). BES-talon välipohjat olivat esijännitettyjä ontelo- tai kotelolaattoja, joilla päästiin yli kymmenen metrin jänneväleihin. Siksi kantavia väliseiniä oli pääosin vain huoneistojen välillä. Järjestelmässä käytettiin huonetilan korkuisia, korkeintaan kuuden metrin pituisia elementtejä.

Elementtirakentaminen kehittyy

2000-luvun tiililaattapintainen ”sänkkäri” elementtitehtaalla.
2000-luvun tiililaattapintainen ”sänkkäri” elementtitehtaalla. © Kuva: Pia Ilonen.

Yleisin runkotyyppi vuodesta 1975 lähtien on ollut BES-täyselementtitalo, ja yleisin ulkoseinärakenne betonisandwich-elementti eri tavoin pintakäsiteltynä. 1980-luvulla kehitettiin tekniikkaa niin, ettei ikkunaa enää ollut välttämätöntä sijoittaa elementin keskelle, ja elementtien saumajako voitiin sovittaa paremmin rakennuksen arkkitehtuuriin istuvaksi. Elementtitaloihin yhdistettiin nyt myös ulkopinnaltaan rapattuja ja puhtaaksimuurattuja julkisivuja, joissa sisäkuorena on betonielementti tai rankaseinä. Tällaisten ulkoseinärakenteiden säänkestävyys asettaa edelleen haasteita rakennesuunnittelulle. Vuoden 2010 jälkeen uusiin kerrostaloihin on suunniteltava entistä paksummat eristeet uusien energiamääräysten mukaisesti.

Nykyisissä kaupunkikeskustojen kaavoissa saattaa asemakaavamääräyksenä olla paikalla muurattu julkisivu. Ohjauksella on pyritty eroon teollisen rakentamisen hurjimpien vuosien yksitoikkoisuudesta. Tähän on pyritty myös kehittämällä esimerkiksi eriytettyä kuorijulkisivuratkaisua, jossa ulkokuoren saumajako ei riipu sisäkuoresta ja sallii suuremman vapauden julkisivusommittelussa. Tämä ja esimerkiksi puu- tai teräsrunkoiset kerrostalot ovat jääneet kuitenkin toistaiseksi harvinaisiksi kokeiluiksi.

Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto tuli asuinrakennuksiin 1990-luvulla. Siihen liitettiin vielä lämpimän ilman talteenottojärjestelmä. Järjestelmät ovat keskitettyjä tai yhä useimmin huoneistokohtaisia. Uudet energiamääräykset teknisten järjestelmien suunnittelussa ja energian käytöstä on huomioitava vuodesta 2010 lähtien.

Lähteet:

Kerrostalot 1880–2000, Petri Neuvonen (toim.), Rakennustieto Oy 2006

Asuntoarkkitehtuuri ja – suunnittelu, Esko Kahri ja Hannu Pyykönen, 1984

Julkaistu 18.11.2010 klo 11.13, päivitetty 7.12.2017 klo 18.05